Wafer surface inspection and cleaning performance test 2021.11

1. ウェハ表面検査・洗浄性能試験について

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製品一覧ページ：https://www.t-dylec.net/field/field14/#semicon-parts1

1.1 コンタミの要因、検査、洗浄

・単なるゴミ

ウェハ搬送時に外気から付着するゴミ。

粒径サイズは最大で数 μm、最小では0.1 μm 以下。

・金属汚染

蒸発した汗、薬液に含まれる微量な金属成分など。

・有機汚染

人のフケや垢。

薬液に含まれる微量の有機炭素など。

純水配管中のバクテリア

・油脂

人の汗に含まれる油分など

・自然酸化膜

大気中酸素と反応してできる酸化膜

大気中の不純物も含まれるため、汚染のひとつ

・異物やパターン欠陥を検出。・欠陥場所を位置座標で特定

X

Y

欠陥

ウェハの洗浄

・目に見えない小さな汚れ（コンタミ）を取り除く

半導体ウェハ表面上のコンタミ

参考資料：「初心者のための半導体入門」株式会社SCREENセミコンダクターソリューションズ

https://www.screen.co.jp/spe/technical/guide/cleanprocess

ウェハの欠陥検査

検査・洗浄の

性能ＵＰ必要

目的に応じたコンタミのある

試験ウェハが必要では

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ウェハの歩留まり、品質を向上させるために表面検査や洗浄を精度良く行う必要があり、それに向けた性能試験は必要。

発生器 粒子分級器

試験粒子を安定的に発生

試験用ウェハ

単分散粒子化（特定粒子径にする）

ウェハ表面へ塗布

性能試験をする上で試験用ウェハが必要になり、ウェハ表面に乗せるコンタミ(試験粒子)も必要になる。

1.2 性能試験の必要性と試験用ウェハ

100 nm 20 nm

7 nm 3 nm検査・洗浄装置

7 nm 3 nm

検査装置

・検出可能な最小粒子サイズは？

洗浄装置

・洗浄性能がどのくらいあるのか？

◆当社の微粒子発生器および粒子分級装置で、希望サイズの均一粒径の模擬粒子を安定的に発生

目的に応じたコンタミのある

試験用ウェハ作成可能

性能確認 ⇔ 性能ＵＰ

目的に応じたコンタミのある試験ウェハが必要

100 nm 20 nm

7 nm 3 nm

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ウェハ表面に発生粒子を塗布

分級・単分散化特定ナノ粒子径にする

◆単一粒径の単分散粒子を作る

粒子個数濃度を測定

エレクトロスプレー（軟X線型）

Model 3482

Model 3082＋DMA

Water-based CPC WCPC Model 3789

1.3 試験用ウェハ上表面への塗布粒子を作る

（希釈・濃度調整後）

100 nm 20 nm

7 nm 3 nm

単分散に近い

ナノ粒子発生

ナノ粒子ジェネレータVSP-G1

＜元素金属＞

1

2 3

4

※多分散発生粒子も同様に単分散化できます

Model 3082＋DMA＋

WCPCで粒子径分布測定可能

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２. ナノ～微粒子 発生/計測装置のご紹介

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（1）エレクトロスプレー（軟X線型）Model 3482（2）ナノ粒子ジェネレーター VSP-G1（3）静電分級器 Model 3082シリーズ＋DMA (Model 3081A/3085A )

エレクトロスプレーModel 3482

ナノレベルからの粒子発生高い単分散性が特徴

ナノ粒子ジェネレーター VSP-G1高純度粒子発生が可能な卓上型ナノ粒子発生器多くの金属、合金、酸化膜等の生成が可能

静電分級器 Model 3082シリーズDMA (Model 3081A/3085A )

高分解能で粒子分級が可能

2.1 粒子発生器・分級装置

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・発生粒径: ナノ粒子径 2～150 nm・発生量: 約107 個/cm3

・外形寸法（D×W×H) : 356 x 180 x 140 mm・重量: 3.6 kg・電源: 100 ～ 240 VAC 50～60Hz 30W・液体消費量(廃液ライン含む) : 2～10 μL/min

スクロース粒子発生例 シリカ粒子20nm発生例

特徴

仕様

・粒子径 2 nmの粒子からエアロゾル化することが可能・PSL標準粒子は最大粒径150 nmまで発生可能・発生粒子材料は固体粒子以外にエミリーオイル、スクロース又はプロテイン等の有機材料を使用することも可能

・中和器に軟X線を使用

(1) エレクトロスプレー Model 3482 詳細情報

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https://www.t-dylec.net/service/3482/

・一次粒子径: 1 atom～20 nm・発生粒子材質 : Cu/Au/Ag/Pt/W/Ni等 (電極)・発生粒子質量 : ～0.01～100 mg/h・質量濃度: 0.01～100 mg/h (材質による)・個数濃度: 108～1011 個/cm3 (材質による)・電源 : 110～240 VAC・外形寸法 (D×W×H): 520 x 300 x 200 mm・重量 : 19 kg・流量 : 1～30 L/min・キャリアガス種 : N2, Ar

電極適用可能材質表

仕様

特徴

・簡易かつ迅速で再現性が高く、幅広い種類の材料元素をナノ粒子生成させることが可能

・電圧、電流、ガス流量、滞留時間の制御により、ナノ粒子の粒径や生成量を調整することが可能

(2) ナノ粒子ジェネレーター VSP-G1 詳細情報

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https://www.t-dylec.net/service/vsp-g1/

・粒径範囲： 8 ～1150 nm Long DMA (Model 3081A) 1.5 ～200 nm Nano DMA (Model 3085A)

・中和器：軟X線 (Model 3088)・エアロゾル圧力：75～125 kPa・エアロゾル温度範囲：10～40℃・サンプル流量：0.2～3 L/min（ユーザー設定）・シース流量：2～30 L/min（ユーザー設定）

・外形寸法 (D×W×H):405×282×405 mm

仕様 (Model 3082)

特徴

・フロントパネルのタッチスクリーンにより操作性・利便性を向上

・DMAの供給電圧極性を変更可能（オプション。標準は陰極）

・粒径分布データを内部保存し、USBポートで保存データ転送が可能

・DMAの供給電圧を正確にすることで高速スキャンニングを実現（10秒）

・シースフローの設定流量をより高く設定可能にすることでサイズ分解能を向上

・装置構成を自動認識

・従来モデルより小型・軽量

Model 3082 Long DMA (Model 3081A) Nano DMA (Model 3085A)

(3) Model 3082シリーズ＋DMA (Model 3081A/3085A ) 詳細情報

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https://www.t-dylec.net/service/smps3938/

（１）Water-based 凝縮粒子カウンター CPC 3789（２） AeroTrak 凝縮粒子カウンター Model 9001（３）アンダーセン型低圧カスケードインパクター MAIS-10（４）スポットサンプラー 110Aシリーズ Series 110A Spot Sampler

2.2 サンプラー・計測装置

品名/モデル Water-based 凝縮粒子カウンターWCPC Model 3789

Aero Trak 凝縮粒子カウンターModel 9001

アンダーセン型低圧カスケードインパクターMAIS-10

スポットサンプラー110Aシリーズ Series 110A Spot Sampler

可測粒径範囲 2.2 nm or 7 nm～ 10 nm～ 30 nm～ 5 nm～

装置写真

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・粒径範囲：最小検出粒径 (Ｄ50) ユーザーにて選択可能 2.2 nmもしくは7 nm・濃度範囲：0～2×105 個/cm3 (シングルカウントモード)・凝縮液種：蒸留水・重量：8.2 kg・外形寸法 (D×W×H)：307 x 183 x 404 mm

測定画面例

仕様

特徴 ・タッチパネルディスプレイを採用・早い応答性（Ｔ90<0.6 秒）・イーサネットによりリモート接続が可能・Model3082と組み合わせることによりナノ粒子のサイズ分布および濃度

を2 nmからほぼ1,000 nmまで計測可能 (SMPSとして使用可能)・50 Hzでデータ取得

Model 3082静電分級器

(1) Water-based 凝縮粒子カウンター CPC 3789 詳細情報

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https://www.t-dylec.net/service/3789/

・粒径範囲: 10 nm～1 μm・吸引流量: 2.83 L/min・凝縮液: 超純水または脱イオン水・外形寸法 (D×W×H): 246 x 218 x 569 mm・重量: 13 kg

測定画面

仕様

特徴 ・凝縮液に超純水または脱イオン水を使用するためISOクラス1やクラス2 のスーパークリーンルームの清浄度管理に最適

・偽計数が非常に低く、自己診断機能を搭載したことで超クリーン環境でも高精度な測定が可能

(2) AeroTrak 凝縮粒子カウンター Model:9001 詳細情報

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・分級特性 : 0.03～約8.6 μmを10段階分級・流量 : 9 L/min±10％・重量: 2.0 kg (ポンプ不含)・外形寸法(D×W×H) : 120 x 120 x 370 mm・ポンプ : オイル真空ポンプ・捕集板径 : φ25 mm (石英、テフロン、ステンレス等)

各段における捕集後フィルタ各捕集段に捕集される50％カットオフ径

仕様

特徴 ・多段・多孔式ジェットノズルを備えたインパクター方式を採用

・粒子捕集部を極めて小さな面積に集中させることにより、分析部分の捕集量を上げることが可能

(3) アンダーセン型低圧カスケードインパクター MAIS-10 詳細情報

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https://www.t-dylec.net/service/mais10/

・粒子の跳ね返りもなく、高い捕集効率を有します。5 nm～2.5 μmの乾式捕集 >95% 5 nm～10 μmの湿式捕集 >90 %

・新しい3段式の凝縮成長技術に気流の加熱を最小限にすることで、揮発性成分の損失を最小化し、 熱分解を低減させ、微生物の生存能力を維持します。

・サンプリング設定は1 分～24 時間で連続サンプリングが可能です。

・濃縮サンプルの少量抽出により、分析感度（検出限界/定量下限）を向上できます。

仕様

特徴

① Liquid Spot Sampler (Model: LSS110A)

製品ラインナップ

② Sequential Spot Sampler (Model: SSS110A)

③ Universal Spot Sampler (Model: SS110A)

・粒径範囲 ：5 nm ～2.5 µm (乾式捕集) 5 nm ～10 µm (湿式捕集)・サンプリング流量 ：1.0 – 1.5 L/min (調整可能)・凝縮液種 ：蒸留水又は純水・捕集率 ：>95% (乾式捕集) >90% (湿式捕集)・重量 ：8.0 kg・外形寸法 (D×W×H)：500 x 305 x 255 mm

(4) スポットサンプラー 110Aシリーズ Series 110A Spot Sampler 詳細情報

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https://www.t-dylec.net/service/series110a/

2.3 計測装置

1 nm走査式モビリティーパーティクルサイザー1 nmSMPS3938E57

凝縮粒子カウンター CPC3756凝縮粒子カウンター CPC3750

（1）凝縮粒子カウンター CPC3756（2）凝縮粒子カウンター CPC3750（3）1 nm走査式モビリティーパーティクルサイザー 1 nmSMPS3938E57

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製品一覧ページ：https://www.t-dylec.net/field/field14/#semicon-parts1

(1) 凝縮粒子カウンター CPC3756 詳細情報

仕様 (Model 3756)

特徴 (Model 3756)

粒径範囲：最小検出粒径：2.5 nm（Sucroseの場合）最大粒子径：3 μm

濃度範囲：0～3×105 個/cm3 (シングルカウントモード)

凝縮液種 ：n-ブチルアルコール

重量 ：10 kg

外形寸法 (D×W×H)：353 x 281 x 301 mm

•個数濃度の上限はシングルカウントモードで3×105 個/cm3

•最小検出粒径（D50）は2.5 nm

• 50 Hzのデータ速度

•高湿度環境に対応したウォーターリムーバルシステム

•パルス波高のモニタリングにより機器診断機能が改良

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https://www.t-dylec.net/service/cpc3756/

仕様

(2) 凝縮粒子カウンター CPC3750 詳細情報

粒径範囲：最小検出粒径：7 nm（Sucroseの場合）最大粒子径：3 μm濃度範囲：0～105 個/cm3 (シングルカウントモード)凝縮液種 ：n-ブチルアルコール重量：10 kg外形寸法 (D×W×H)：299 x 183 x 275 mm

特徴

•個数濃度の上限は105 個/cm3

•最小検出粒径（D50）は7 nm•50 Hzのデータ速度•高湿度環境に対応したウォーターリムーバルシステム•パルス波高のモニタリングにより機器診断機能が改良•CEN/TS 16976規格（大気エアロゾル測定）に準拠したモデルにアップグレイド可能•Nano Enhancer（Model 3757）との組合わせで1 nmCPCにアップグレイド可能

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https://www.t-dylec.net/service/cpc3750/

(3) 1 nm走査式モビリティーパーティクルサイザー 1 nmSMPS3938E57 詳細情報

•高分解能データ：64 ch/decadeの分解能を有します

(1～50 nmの粒径分布で109 chのチャンネル数)

•柔軟な使用が可能なコンポーネントデザイン

•幅広い計測粒径レンジ：計測可能レンジは1～50 nm•3081A Long DMAの追加で1 nmから1000 nmまでの3decade分の測定が可能

•拡散ロスを最少まで抑えた最適なシステム

•専用ソフトウェア Aerosol Instrument Manager(AIM)により操作が可能

•精密な粒子測定：様々なサンプルを測定可能

仕様 (1 nm CPC Model 3757-50)

特徴

粒径範囲 ：1 nm (NaClの場合) 検出限界径粒子濃度範囲：0～3.0×105 個/cm3まで（コインシデンス補正有の場合）濃度精度：1.65×105個の場合：±10 ％ 3×105個の場合：±15 ％凝縮液：ジエチレングリコール(DEG)及び n-ブチルアルコールエアロゾル流量 ：2.5 L/minアウトレット流量：1.0 L/min輸送流量 ：1.5 L/min外形寸法(D×W×H) : 325 × 282 × 575 mm (3757-50)

: 325 × 282 × 300 mm (3757)

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https://www.t-dylec.net/service/1_nm_smps3938e57/

半導体分野向け微粒子発生・計測装置については

東京ダイレックにご相談下さい。

https://www.t-dylec.net/HP：

営業本部 TEL: 03-5367-0891 FAX:03-5367-0892

Mail：[email protected]

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